Efterfrågan på kyla i fastigheter som är anslutna till ett fjärrvärmesystem ökar. Forskningsrapporten ”Fjärrvärmeanpassad absorptionskyla”, som genomförts under ledning av Viktoria Martin från KTH, har analyserat lösningar där fjärrvärme och fjärrkyla samverkar. Resultaten från forskningsprojektet visar att det går att anpassa absorptionstekniken till fjärrvärmeanpassad drift.
De absorptionskylmaskiner som finns på marknaden är inte anpassade till de relativt låga temperaturer som värmen har i kraftvärmeverk. I forskningsprojektet ”Fjärrvärmeanpassad absorptionskyla” har forskare vid KTH installerat en experimentell försöksanläggning som i liten skala stödjer utveckling av fjärrvärmeanpassad absorptionskylteknik. Utvärderingen visar att det går att producera kyla med 70-gradig drivvärme, med en avkylning av värmebäraren ned mot 60 °C, vilket är nära det teoretiskt minsta värde som kan erhållas.
Absorptionskyla är en kommersiell teknik, men det saknas produkter på marknaden som är anpassade för fjärrvärme. Både driv- och returtemperaturen är hög, vilket är negativt för fjärrvärmesystemet. För fjärrvärmebolag med kraftvärmeverk gör efterfrågan på värmedriven kyla att miljöriktig kraftvärme kan produceras en längre tid på året även om behovet av komfortvärme minskar under sommarhalvåret. I system med avfallseldning är detta särskilt intressant.
Experimentell försöksanläggning
I takt med att efterfrågan på komfortkyla ökar växer fjärrvärmeföretagens intresse av att omvandla värme till kyla, alltså att producera kyla med värmedriven absorptionsteknik. En absorptionskylmaskin fungerar enligt samma princip som en konventionell kylmaskin, men den drivs istället med värmeenergi som fjärrvärme eller spillvärme. Absorbenten respektive köldmediet som används är oftast litiumbromid och vatten. Det finns flera fördelar med denna teknik jämfört med konventionella kylmaskiner, framförallt att de kan använda överskottsvärme istället för el.
I system med avfallseldning som basbränsle är detta särskilt intressant. Trots potentialen och det ökade intresset för absorptionskyla så är de flesta installationer designade för drift vid högre temperaturer än vad som är önskvärt i kraftvärmesammanhang. I detta projekt har forskare vid Kungliga Tekniska Högskolan, KTH installerat en experimentell försöksanläggning på högskolan, som i liten skala (10 kW) kan stödja utvecklingen av fjärrvärmeanpassad absorptionskyla.
Fullt möjligt att bygga välfungerande maskiner som med 70-gradig drivtemperatur
De flesta absorptionskylmaskiner på marknaden är dimensionerade för minst 80 graders drivvärme, men oftast ännu högre temperaturer. Driver man en sådan maskin med 70-gradig fjärrvärme får man mycket dåliga driftvärden. Utvärderingen av försöksanläggningen visar det går att bygga maskiner som fungerar bra med 70-gradig drivtemperatur, med ett delta-T på 10–12 grader. Det som har gjort det möjligt att producera kyla med 70-gradig drivvärme är bland annat en annan dimensionering av värmeväxlarna och andra styrstrategier. Under kylsäsongens varmaste dagar kan det dock finnas behov att tillfälligt öka drivtemperaturen något, till 75 °C, för att kunna leverera kyla vid en önskad temperatur på 6 °C. Vid upphandling av en absorptionskylmaskin är det viktigt att maskinen tillåter förändringar i driftparametrar inom relativt stora intervall, för att klara av nya önskade värden. Forskningsrapporten kan användas av fjärrvärmeföretag vid upphandlingar och för att ställa bättre krav på leverantörer vid köp av absorptionskylmaskiner.
Har skapat en fungerande testbädd
–Forskningsprojektets viktigaste slutsats är att det är möjligt att tillverka maskiner med en 70-gradig drivtemperatur med hjälp av traditionell absorptionskylteknik, men det kräver en helhetssyn på systemets förutsättningar. I samband med projektet byggde vi en experimentell anläggning med en maskin som fungerar vid 70 grader och dessutom ger utrymme för en viss flexibilitet och därmed fungerar med flera olika utformningar. Jag är mycket nöjd med att ha skapat en fungerande testbädd som kan användas även vid framtida forskningsprojekt, säger Viktoria Martin.
Tidigare har många energibolag nöjt sig med absorptionskylteknik som uppgår till åttio grader, trots att det är fullt möjligt att få till en fungerande teknik med sjuttio grader genom att tillämpa en optimerad framledningstemperatur och att anpassa värmesänkan. Det beror, enligt Viktoria Martin, i första hand på att tillverkarna använt maskiner som inte är anpassade till kraftvärmedrift. Forskningsresultaten från KTH kan förhoppningsvis bidra till att fler energibolag börjar tillämpa sjuttiogradig teknik framöver.
